(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッター刃を被加工媒体に押しつけて前記被加工媒体に対して相対移動させ、前記被加工媒体から所望の形状の加工結果物を得るようにカッティング加工をカッティングプロッタに行わせるカッティング方法であって、
前記カッター刃の刃先部が先端の刃先点から基端側に斜め側方に延びた刃先線を有した平板形状に構成され、前記所望の形状が複数の線を繋げて形成されており、
前記線の一方の端部に前記刃先点が位置するとともに前記線の他方の端部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけたまま、前記カッター刃を前記線に沿って移動させてカッティング加工を開始し、
前記線が前記他方の端部を超えて延びる仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記刃先点が少なくとも前記他方の端部に達するまで前記カッター刃を移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了し、
前記仮想延長ラインが前記加工結果物の内側に延びるときには、前記刃先点が前記他方の端部に達する途中まで前記カッター刃を移動させて分割カッティング加工を行った後、前記カッター刃を前記被加工媒体から離し、前記他方の端部に前記刃先点が位置するとともに前記一方の端部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけ、前記カッター刃を前記線に沿って前記一方の端部に向かって前記分割カッティング加工を行った部分と重なるまで移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了するように構成されたことを特徴とするカッティング方法。
【請求項２】
前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインおよび前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインのいずれもが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記一方もしくは前記他方の端部のいずれかに前記刃先点を位置させて前記カッター刃を前記線に沿って反対側端部まで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のカッティング方法。
【請求項３】
前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインが前記加工結果物の内側に延び、前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記一方の端部に前記刃先点を位置させて前記カッター刃を前記線に沿って前記他方の端部まで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のカッティング方法。
【請求項４】
前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインおよび前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインのいずれもが前記加工結果物の内側に延びるときには、前記一方もしくは前記他方の端部のいずれかを加工開始部としてこの加工開始部に前記刃先点を位置させて前記線に沿って前記刃先点が前記加工開始部に対して反対側に位置する端部に達する途中まで前記カッター刃を移動させて分割カッティング加工を行った後、前記カッター刃を前記被加工媒体から離し、前記反対側の端部に前記刃先点が位置するとともに前記加工開始部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけ、前記カッター刃を前記線に沿って前記加工開始部に向かって前記分割カッティング加工を行った部分と重なるまで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のカッティング方法。
【請求項５】
前記カッティング加工を行うステップにおいて、前記線が前記他方の端部を超えて延びる仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるか内側に延びるかの判断を、
前記線が、前記加工結果物の外周形状を特定する線であるか前記加工結果物の内部にくり抜き形成される内部形状を特定する線であるかということと、前記線に続く次の線の折れ曲がり方向とに基づいて行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカッティング方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のカッティング方法によるカッティング加工を行う装置であって、
前記カッター刃を移動自在に支持したカッティングヘッドと、前記被加工媒体を前記カッティングヘッドに対向させて支持する媒体支持手段と、前記カッティングヘッドに支持された前記カッター刃を前記媒体支持手段により支持された被加工媒体に押しつけて前記カッティングヘッドを前記被加工媒体に対して相対移動させる相対移動手段と、前記カッティングヘッドにより前記カッター刃を前記被加工媒体に押し付け離隔させる制御および前記相対移動手段による移動制御を行わせる制御手段とから構成されることを特徴とするカッティング装置。
【請求項７】
カッター刃を被加工媒体に押しつけて前記被加工媒体に対して相対移動させ、前記被加工媒体から所望の形状の加工結果物を得るようにカッティング加工を行う装置に用いられる制御プログラムであって、請求項１〜５のいずれかに記載のカッティング方法をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の制御プログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッティングヘッドに支持されたカッター刃を被加工媒体に押しつけて相対移動させながらこの被加工媒体から所望形状の加工結果物を得るようにカッティング加工を行うカッティング方法および装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなカッティング作業（カッティング加工）を行う装置は、一般にカッティングプロッタと称されて従来から知られている。例えば、シート状の被加工媒体を駆動ローラと従動ローラ（ピンチローラ）とで挟持し、駆動ローラを正逆回転させることにより被加工媒体を前後方向（Ｘ軸方向）に移動させるとともに、左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられたカッティングヘッドとこのカッティングヘッドに取り付けられた被加工媒体に対して押し付けもしくは離隔するカッター刃を移動させることにより、カッター刃を被加工媒体に対して２次元方向に移動させるとともに選択的に押し付けもしくは離隔させ、被加工媒体を所望の形状にカットする被加工媒体駆動型のカッティングプロッタが知られている。
【０００３】
また、平板状の載置テーブル上にシート状の被加工媒体を載置保持し、この載置テーブルに対して前後方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持されるガイドバーと、このガイドバー上で摺動することにより左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持されるカッティングヘッドと、このカッティングヘッドに載置テーブル上の被加工媒体に押し付けもしくは離隔するように設けられたカッター刃とを有し、ガイドバー及びカッティングヘッドを移動制御するとともにカッター刃を被加工媒体に対して選択的に押し付けもしくは離隔させることにより、被加工媒体を所望の形状にカットするフラットベッド型のカッティングプロッタも知られている。
【０００４】
このようなカッティングプロッタを用いてカッティング加工を行って被加工媒体から所望の形状の加工結果物を得る場合に、この所望形状が連続した一本の線（例えば、曲線）からなる形状であれば、カッター刃をこの一本の線に沿って移動させるだけでカッティング作業が完了するが、所望形状が複数の線（直線、曲線）を繋いで形成される場合には、各線毎にカッター刃を移動させてカッティング加工を行う必要があり、その作業をできる限り効率良くすることが求められている。このため、従来からカッティング作業の制御手法に関して種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６７３９２号公報
【特許文献２】特開平６−１５５３８２号公報
【特許文献３】特開平５−３０９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的に、カッター刃はその刃先部が先端の刃先点から基端側に斜め側方に延びた刃先線を有した平板形状に構成されており、上記所望形状を構成する一つの線に対応するカッティング加工を行うときに、この線の一端に刃先点を位置させるとともにこの線に沿って刃先線が他端の方に向くようにしてカッター刃をカッティング対象物に押しつけ、カッター刃をこの線に沿って移動させて切り込みを入れてカッティング加工が行われる。この場合に、被加工媒体にこの線に対応する切り込みを入れるには、刃先点が他端に到達するまでカッター刃を移動させる必要があるが、このように刃先点が他端に到達した状態で刃先線（すなわち、カッター刃の刃先部）は線の他端を超えて外側にはみ出す。このはみ出し量は、このはみ出す部分（すなわち、この線がその他端を超えて延びる仮想延長ライン部分）が加工結果物の内側に位置するときには、加工結果物にこのはみ出す部分に対応する切り込みが残ることとなり好ましくないという問題がある。なお、このように残される切り込み量は、被加工媒体の厚さ寸法が大きいほど大きくなる。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、被加工媒体に所望形状の切り込みを入れるもしくは所望形状の切り抜きを行って加工結果物を得るカッティング加工時に、加工結果物に余分な切り込みが入ることがなく、且つ、できる限り効率良くカッティング加工を行えるようなカッティング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的達成のため、本発明は、カッター刃を被加工媒体に押しつけて前記被加工媒体に対して相対移動させ、前記被加工媒体から所望の形状の加工結果物を得るようにカッティング加工をカッティングプロッタに行わせるカッティング方法であって、前記カッター刃の刃先部が先端の刃先点から基端側に斜め側方に延びた刃先線を有した平板形状に構成され、前記所望の形状が複数の線を繋げて形成されている。そしてこの方法が、まず前記線の一方の端部に前記刃先点が位置するとともに前記線の他方の端部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけたまま、前記カッター刃を前記線に沿って移動させてカッティング加工を開始し、次に、前記線が前記他方の端部を超えて延びる仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記刃先点が少なくとも前記他方の端部に達するまで前記カッター刃を移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了する。一方、前記仮想延長ラインが前記加工結果物の内側に延びるときには、前記刃先点が前記他方の端部に達する途中まで前記カッター刃を移動させて分割カッティング加工を行った後、前記カッター刃を前記被加工媒体から離し、前記他方の端部に前記刃先点が位置するとともに前記一方の端部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけ、前記カッター刃を前記線に沿って前記一方の端部に向かって前記分割カッティング加工を行った部分と重なるまで移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了する。
【０００９】
なお、上記カッティング方法において、前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインおよび前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインのいずれもが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記一方もしくは前記他方の端部のいずれかに前記刃先点を位置させて前記カッター刃を前記線に沿って反対側端部まで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うのが好ましい。
【００１０】
また、上記カッティング方法において、前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインが前記加工結果物の内側に延び、前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるときには、前記一方の端部に前記刃先点を位置させて前記カッター刃を前記線に沿って前記他方の端部まで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うのが好ましい。
【００１１】
さらに、上記カッティング方法において、前記線が前記一方の端部を超えて延びる一方側仮想延長ラインおよび前記線が前記他方の端部を超えて延びる他方側仮想延長ラインのいずれもが前記加工結果物の内側に延びるときには、前記一方もしくは前記他方の端部のいずれかを加工開始部としてこの加工開始部に前記刃先点を位置させて前記線に沿って前記刃先点が前記加工開始部に対して反対側に位置する端部に達する途中まで前記カッター刃を移動させて分割カッティング加工を行った後、前記カッター刃を前記被加工媒体から離し、前記反対側の端部に前記刃先点が位置するとともに前記加工開始部に延びる方に向かって前記刃先線が向くようにして前記カッター刃を前記被加工媒体に押しつけ、前記カッター刃を前記線に沿って前記加工開始部に向かって前記分割カッティング加工を行った部分と重なるまで移動させて前記線に対応するカッティング加工を行うのが好ましい。
【００１２】
なお、上記カッティング加工を行うステップにおいて、前記線が前記他方の端部を超えて延びる仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるか内側に延びるかの判断を、前記線が、前記加工結果物の外周形状を特定する線であるか前記加工結果物の内部にくり抜き形成される内部形状を特定する線であるかということと、前記線に続く次の線の折れ曲がり方向とに基づいて行うのが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るカッティング装置は、上述のカッティング方法によるカッティング作業を行う装置であって、前記カッター刃を移動自在に支持したカッティングヘッドと、前記被加工媒体を前記カッティングヘッドに対向させて支持する媒体支持手段と、前記カッティングヘッドに支持された前記カッター刃を前記媒体支持手段により支持された被加工媒体に押しつけて前記カッティングヘッドを前記被加工媒体に対して相対移動させる相対移動手段と、前記カッティングヘッドにより前記カッター刃を前記被加工媒体に押し付け離隔させる制御および前記相対移動手段による移動制御を行わせる制御手段とから構成される。
【００１４】
本発明に係る制御プログラムは、カッター刃を被加工媒体に押しつけて前記被加工媒体に対して相対移動させ、前記被加工媒体から所望の形状の加工結果物を得るようにカッティング加工を行う装置に用いられる制御プログラムであって、上述のいずれかのカッティング方法をコンピュータに実行させるように構成される。そして、この制御プログラムを記憶して本発明に係る記憶媒体が構成される。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成された本発明に係るカッティング方法によれば、所望の切り抜き形状を形成する線の一方の端部に刃先点が位置するとともにこの線の他方の端部に延びる方に向かって刃先線が向くようにしてカッター刃を被加工媒体に押しつけ、このカッター刃を前記線に沿って移動させて切り込みを入れるカッティング加工を開始するのであるが、前記線が前記他方の端部を超えて延びる仮想延長ラインが加工結果物の外側に延びるときには、この仮想延長ライン上に切り込みが入っても加工結果物に影響がなく切り込みが残ることも無いので、刃先点が少なくとも他方の端部に達するまでカッター刃を移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了するようになっており、これによりカッティング加工が容易に行え、カッティング加工工程を自動化することも容易である。
【００１６】
一方、前記仮想延長ラインが加工結果物の内側に延びるときには、上記と同様なカッティング加工を行うと加工結果物に切り込みが残されることとなるため、刃先点が他方の端部に達する途中までカッター刃を移動させて分割カッティング加工を行った後、カッター刃を被加工媒体から離し、次に、他方の端部に刃先点が位置するとともに一方の端部に延びる方に向かって刃先線が向くようにしてカッター刃を被加工媒体に押しつけ、カッター刃を前記線に沿って一方の端部に向かって分割カッティング加工を行った部分と重なるまで移動させて前記線に対応するカッティング加工を完了するようになっており、これにより、加工結果物に不必要な切り込みが残されることもなく、且つカッティング加工を容易に行え、カッティング加工工程を自動化することも容易である。
【００１７】
なお、仮想延長ラインが前記加工結果物の外側に延びるか内側に延びるかの判断を、前記線が、前記加工結果物の外周形状を特定する線であるか前記加工結果物の内部にくり抜き形成される内部形状を特定する線であるかということと、前記線に続く次の線の折れ曲がり方向とに基づいて行うのが好ましく、このようにすれば、カッティング加工を自動化するのが容易となる。
【００１８】
また、本発明に係るカッティング装置は、カッティングヘッドと、媒体支持手段と、カッター刃を被加工媒体に押しつけて相対移動させる相対移動手段と、これらの制御を行う制御手段とから構成されており、制御手段がカッティングヘッドによりカッター刃を被加工媒体に押し付け離隔させる制御および相対移動手段による移動制御を行わせるので、この制御手段による制御により上述したカッティング方法を簡単に行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る記憶媒体を用いれば、ここに記憶された制御プログラムを用いてカッティング加工装置により上述の加工方法をそのまま実施させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明のカッティング方法が適用されるカッティングプロッタ（カッティング装置）の一例として、加工テーブルに固定保持したシート状の被加工媒体に対してカッター刃を水平面内の直交二軸（Ｘ軸‐Ｙ軸）方向に移動させ、及び上下（Ｚ軸）方向に昇降させて被加工媒体を所望の形状にカッティング加工する、いわゆるＸ‐Ｙプロッタタイプ（もしくはフラットベッドタイプ）のカッティングプロッタ１の概略構成を図１に示すとともに、制御構成の概要を示すブロック図を図２に示している。なお、説明の便宜上、図１中に付記する上、前および左と書いた矢印の方向を以下の説明において、上方、前方、左方として説明する。
【００２１】
カッティングプロッタ１は、加工テーブル２０を水平に支持するとともに各機構の取り付けベースとなる本体フレーム１０と、載置された被加工媒体２を固定保持する加工テーブル２０と、加工テーブル２０の上方に前後方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持されＸ軸駆動機構３５により前後に移動されるＸ軸キャリッジ３０と、Ｘ軸キャリッジ３０に左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持されＹ軸駆動機構４５により左右に移動されるカッティングヘッド４０と、Ｘ軸駆動機構３５，Ｙ軸駆動機構４５，及びカッティングヘッド４０に設けられたカッタ駆動機構４６（図２参照）等の作動を制御することによりＸ軸キャリッジ３０及びカッティングヘッド４０の水平移動並びにカッター刃４３の上下移動等を制御し、これにより加工テーブル２０に固定保持された被加工媒体２のカッティング加工を制御するコントロールユニット５０とを備えて構成される。
【００２２】
加工テーブル２０は、上下貫通する微細な吸着孔が多数形成された平坦な支持盤２１と、この支持盤２１の下面側に設けられた減圧室２２と、減圧室２２の空気を排気して負圧に設定する真空ブロア２３とを備えて構成される。支持盤２１の上面には、シート状の被加工媒体２が加工基準となる原点位置に正しい姿勢で配置されるように、被加工媒体２を案内するＸ軸およびＹ軸のワークガイドが設けられており、ワークガイドを利用して被加工媒体２を原点位置に位置決めし、真空ブロア２３により減圧室２２を負圧に設定することで被加工媒体２が支持盤２１に真空吸着されて固定保持されるようになっている。
【００２３】
Ｘ軸キャリッジ３０は、加工テーブル２０の上部に支持盤２１を挟んで前後方向に平行に延びて左右一対のガイドレール３１，３１が固定され、これらのガイドレール３１，３１に左右に延びる角筒状のガイドバー３２が前後に移動自在に支持される。ガイドレール３１は、直動ガイドあるいはリニアガイドとも称される直動軸受の支持レールが用いられ、左右のガイドレール３１，３１にそれぞれ嵌合されたスライドブロック３３，３４にガイドバー３２の左端部および右端部が固定され、これによりガイドバー３２が支持盤２１の上方を跨いだ状態で前後にスライド移動自在に支持される。Ｘ軸駆動機構３５は公知の種々の駆動機構を用いることができるため、本明細書においては詳細図示を省略するが、例えば加工テーブル２０の下面側にガイドレール３１と平行に前後に延びて配設されたボールネジ及びこのボールネジを回転駆動するサーボモータと、ボールネジに嵌合支持されＸ軸キャリッジ３０に固定されたボールナットとにより構成することができる。
【００２４】
カッティングヘッド４０は、図３に詳しく示すように、ガイドバー３２の前面に左右に延びて固定されたガイドレール３２ａに嵌合され左右にスライド移動自在に支持されたスライダ４１と、スライダ４１の前面側に着脱可能に支持されたカッタホルダ４２とを有して構成される。カッタホルダ４２には、カッター刃４３が取り付けられカッター刃４３の下端に形成されたブレード（刃）により被加工媒体２のカッティングが可能になっている。このブレード部は、カッター刃４３の図３における左端下端に位置する刃先点４３ａから基端側（上方）に斜め右方に延びた刃先線４３ｂを有した平板形状を有している。
【００２５】
カッター刃４３はカッタホルダ４２に取り付けられた状態で一体として取り扱われ、カッタ駆動機構４６により、後述するように、カッターホルダ４２を上下移動させてカッター刃４３を上下移動させることができ、カッターホルダ４２を垂直に延びる軸を中心として回転させてカッター刃４３の向き（刃先点４３ａから刃先線４３ｂの延びる方向）を任意の方向に可変設定することができるようになっている。。また、カッタホルダ４２を着脱交換することによって種々のカッター刃をカッティングヘッド４０（スライダ４１）に装着できるように構成されている。
【００２６】
なお、Ｙ軸駆動機構４５についてもＸ軸駆動機構３５と同様に詳細図示を省略するが、例えば、ガイドバー３２の左端側と右端側にそれぞれ回転自在に設けた駆動プーリ及び従動プーリと、駆動プーリを回転駆動するサーボモータと、駆動プーリと従動プーリとに掛け回された無端ベルト状の駆動ベルトとからなり、駆動ベルトの中間部にカッティングヘッド４０（スライダ４１）を固定して構成することができる。なお、駆動ベルトには内周面に多数の歯が形成されたタイミングベルト、駆動プーリ及び従動プーリにはタイミングプーリを用いることでカッティングヘッド４０の移動（移動方向、移動速度、左右方向位置等）を微細に制御することができる。
【００２７】
カッティングヘッド４０には、カッタホルダ４２に取り付けられたカッター刃４３を支持盤２１上に吸着保持された被加工媒体２に加工プログラムに基づいて所定の切り込み深さで押接させる加工位置および被加工媒体２から離隔させた離間位置に上下移動させるカッタ昇降機構（Ｚ軸駆動機構という）と、加工プログラムの加工方向に合わせて上下鉛直に延びるカッタホルダ４２の中心軸（θ軸）廻りにカッター刃４３を回動させるカッタ回動機構（θ軸駆動機構という）とが設けられている。なお、Ｚ軸駆動機構およびθ軸駆動機構を合わせてカッタ駆動機構４６という。
【００２８】
コントロールユニット５０は、カッティングプロッタ１の各軸駆動機構を含む装置全体の作動を制御する駆動制御部５１を有し、所定の加工プログラムに基づいて、Ｘ軸駆動機構３５，Ｙ軸駆動機構４５，及びカッティングヘッド４０に設けられたカッタ駆動機構４６等の作動を制御することによりＸ軸キャリッジ３０及びカッティングヘッド４０の水平移動並びにカッター刃４３の上下移動及び回動を制御し、これにより加工テーブル２０に固定保持された被加工媒体２に対するカッティング加工を制御するように構成される。
【００２９】
なお、コントロールユニット５０には、カット形状データ読み込み部５７、カット手順設定部５５、入力部５６および表示部５８も設けられている。カット形状データ読み込み部５７はカッティング加工を施す形状データを読み込み、このデータがカット手順設定部５５に送られて、読み込んだデータに基づくカット形状のカッティング加工をカッター刃４３により行うときに、最も効率的な順序を設定する。入力部５６はカット手順の補助的な指示（例えば、時計回りもしくは反時計回りにカッティング加工を行わせる指示や、カット速度、押し付け力等のカッティング条件の指示）を行うためのものであり、このような入力条件やカット形状等が表示部５８に表示される。
【００３０】
以下、コントロールユニット５０による制御の下で被加工媒体２に対するカッティング加工が行われるのであるが、本願発明は、このときのカッター刃４３によるカッティング順序および方法の設定に特徴を有しており、これについて以下に説明する。
【００３１】
ます、カッター刃４３は、上述したように、図３における左端下端に位置する刃先点４３ａから基端側（上方）に斜め右方に延びた刃先線４３ｂを有した平板形状の構成であるため、ある加工線（カッティングライン）に沿ってカッティング加工を行うときには、刃先点４３ａをカッティングライン上の加工開始点に位置させるとともに刃先線４３ｂがこのカッティングラインに沿って加工終了点に延びる方に向いた状態で、カッター刃４３を被加工媒体に押し付け、この状態のままカッター刃４３をこのカッティングラインに沿って移動させる制御が行われる。そして、刃先点４３ａが加工終了点に到達した時点でこのカッティングラインに沿った加工が終了する。このとき、刃先点４３ａは加工終了点に位置するが刃先線４３ｂは加工終了点を超えて延びた状態にあり、この刃先線４３ｂに対応する部分が被加工媒体をカットする部分の扱いに注意を払ってカッティング手順が設定される。
【００３２】
このことについて、図４に示すように、被加工媒体となる厚手のシート材Ｓから「凹」という形状の部材Ｐ（ハッチング施した部材であり、これを加工結果物Ｐと称する）を切り抜くカッティング加工を行う場合において、そのカッティングラインの内の、線Ａ、ＢおよびＣに沿ったカッティング加工をこの順に行う場合を例にして、基本的な上記カッティング手順の設定方法もしくは考え方をまず説明する。
【００３３】
まず、線Ａに沿ったカッティング加工を行う場合を、図５も併せて参照して説明する。このカッティングラインＡは両方の端部Ａ１，Ａ２間を繋ぐラインであり、カッティングラインＡの各端部Ａ１，Ａ２を超えて延びる仮想延長ラインＬａ１，Ｌａ２はいずれも加工結果物Ｐの外側に延びる。このため、仮想延長ラインＬａ１，Ｌａ２の部分にカッター刃４３による切り込みが入っても加工結果物Ｐの品質が損なわれることがない。この場合には、例えば、端部Ａ１を加工開始点として、刃先点４３ａを端部Ａ１（もしくは仮想延長ラインＬａ１の上）に位置させるとともに、刃先線４３ｂがこのカッティングラインＡに沿って加工終了点Ａ２に延びる方に向けた状態で、カッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＡに沿って矢印で示す方向に移動させる。刃先点４３ａが加工終了点Ａ２（もしくはこれを超えた仮想延長ラインＬａ２上の点）に到達した時点でこのカッティング加工が終了し、シート材ＳにおけるラインＡの部分に切り込みが入れられる。（以下、この加工方法を加工方法Ａと称する）
【００３４】
次に、線Ｂに沿ったカッティング加工を行う場合を、図６も併せて参照して説明する。このカッティングラインＢは両方の端部Ｂ１，Ｂ２間を繋ぐラインであり、カッティングラインＢの端部Ｂ１を超えて延びる仮想延長ラインＬｂ１は加工結果物Ｐの外側に延びるが、端部Ｂ２を超えて延びる仮想延長ラインＬｂ２は加工結果物Ｐの内側に延びる。この場合には、仮想延長ラインＬｂ１側にカッター刃４３による切り込みが入っても加工結果物Ｐの品質が損なわれることがないが、仮想延長ラインＬｂ２側にカッター刃４３による切り込みが入ると加工結果物Ｐに余分な切り込みが入ることとなり、その品質が損なわれる。また、カッティングラインＡの加工を終わった時点でカッター刃４３の刃先はほぼ端部Ａ２に位置しており、カッティングラインＢについては端部Ｂ１からカッティング加工を開始するのが効率的である。
【００３５】
このようなことから、カッティングラインＢの加工は、端部Ｂ１を加工開始点として、刃先点４３ａをこの端部Ｂ１の上に位置したままで、刃先線４３ｂがこのカッティングラインＢに沿って反対側端部Ｂ２（以下に説明するように、この端部Ｂ２は加工終了点ではない）に延びる方に向けた状態で、カッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＢに沿って矢印ｂ１で示すように加工終了点Ｂ２に向かって移動させる。但し、このときに、刃先点４３ａがカッティングラインＢ上の途中点Ｂ３に到達するまで移動させたときに移動を停止して、カッター刃４３を上動させてシート材Ｓから離す。
【００３６】
そして、カッター刃４３の刃先点４３ａを反対側の端部Ｂ２の上に正確に位置させるとともに、その向きを逆転させ、刃先線４３ｂがカッティングラインＢに沿って加工開始点Ｂ１に延びる方向を向け、この状態でカッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＢに沿って矢印ｂ２で示すように加工開始点Ｂ１に向かって移動させる。そして、刃先点４３ａが上記途中点Ｂ３に到達した（もしくはこれを若干超した）ときにカッティング加工が終了し、シート材ＳにおけるラインＢの部分に切り込みが入れられる。なお、ラインＢの部分の切り込みはラインＡの部分の切り込みと端部Ａ２，Ｂ１において繋がり、且つ端部Ｂ２において加工結果物Ｐの側に切り込みは形成されない。この場合のカッター刃４３の移動距離もしくは時間を短縮するために、途中点Ｂ３は反対側の端部Ｂ２に近づけて設定するのが好ましい。（以下、この加工方法を加工方法Ｂ１と称する）
【００３７】
なお、カッティングラインＢに沿ったカッティング加工を以下のようにして行うことも可能であり、この加工方法を、図７を参照して説明する。このカッティング加工の場合には、切り込みが入ると問題となる側の端部Ｂ２を加工開始点として、刃先点４３ａをこの端部Ｂ２の上に正確に位置させるとともに、刃先線４３ｂがこのカッティングラインＢに沿って加工終了点Ｂ１に延びる方に向けた状態で、カッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＢに沿って矢印で示すように加工終了点Ｂ１に向かって移動させる。そして刃先点４３ａが加工終了点Ｂ１（もしくはこれを超えた仮想延長ラインＬｂ１上の点）に到達した時点でこのカッティング加工が終了し、シート材ＳにおけるラインＢの部分に切り込みが入れられる。この場合にも、ラインＢの部分の切り込みはラインＡの部分の切り込みと端部Ａ２，Ｂ１において繋がり、且つ端部Ｂ２において加工結果物Ｐの側に切り込みは形成されない。（以下、この加工方法を加工方法Ｂ２と称する）
【００３８】
次に、線Ｃに沿ったカッティング加工を行う場合を、図８も併せて参照して説明する。このカッティングラインＣは両方の端部Ｃ１，Ｃ２間を繋ぐラインであり、カッティングラインＣの各端部Ｃ１，Ｃ２を超えて延びる仮想延長ラインＬｃ１，Ｌｃ２はいずれも加工結果物Ｐの内側に延びる。このため、仮想延長ラインＬｃ１，Ｌｃ２上の部分にカッター刃４３による切り込みが入ると加工結果物Ｐにこの切り込みが入ることとなり、その品質が損なわれるという問題がある。
【００３９】
そこで、カッティングラインＣに沿ったカッティング加工の場合には、例えば、端部Ｃ１を加工開始点として、刃先点４３ａをこの端部Ｃ１の上に正確に位置するところまで移動させるとともに、刃先線４３ｂがこのカッティングラインＣに沿って反対側端部Ｃ２（以下に説明するように、この端部Ｃ２は加工終了点ではない）に延びる方に向けた状態で、カッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＣに沿って矢印ｄ１で示すように加工終了点Ｃ２に向かって移動させる。但し、このときに、刃先点４３ａがカッティングラインＣ上の途中点Ｃ３に到達するまで移動させたときに移動を停止して、カッター刃４３を上動させてシート材Ｓから離す。
【００４０】
そして、カッター刃４３の刃先点４３ａを反対側の端部Ｃ２の上に正確に位置させるとともに、その向きを逆転させ、刃先線４３ｂがカッティングラインＣに沿って加工開始点Ｃ１に延びる方向を向け、この状態でカッター刃４３をシート材Ｓに押し付け、この状態のままカッター刃４３をカッティングラインＣに沿って矢印ｄ２で示すように加工開始点Ｃ１に向かって移動させる。そして、刃先点４３ａが上記途中点Ｃ３に到達した（もしくはこれを若干超した）ときにカッティング加工が終了し、シート材ＳにおけるラインＣの部分に切り込みが入れられる。上記の説明から分かるように、ラインＣの部分の切り込みはラインＢの部分の切り込みと端部Ｂ２，Ｃ１において繋がり、且つ端部Ｃ１，Ｃ２において加工結果物Ｐに切り込みは形成されない。（以下、この加工方法を加工方法Ｃと称するが、上記説明から分かるように、加工方法Ｂ１とＣとは同一である）
【００４１】
次に、線Ｄに沿ったカッティング加工を行う場合を説明する。このカッティングラインＤは両方の端部Ｄ１，Ｄ２間を繋ぐラインであり、カッティングラインＤの端部Ｄ１を超えて延びる仮想延長ラインＬｄ１は加工結果物Ｐの内側に延びるが、端部Ｄ２を超えて延びる仮想延長ラインＬｄ２は加工結果物Ｐの外側に延びる。この場合には、仮想延長ラインＬｄ２側にカッター刃４３による切り込みが入っても加工結果物Ｐの品質が損なわれることがなく、且つカッティングラインＣの加工を終わった時点でカッター刃４３の刃先はほぼ端部Ｃ２（すなわち、端部Ｄ１）に位置している。このため、カッティングラインＤについては端部Ｄ１からカッティング加工を開始し、以下、上述の加工方法Ｂ１と同様な加工が行われる。（以下、この加工方法を加工方法Ｄと称するが、上記説明から分かるように、カッティングラインの一端から他端まで連続して加工するという構成において、加工方法ＡおよびＤ（さらにＢ２）は同一である）
以下、同様にして、図４に示す「凹」形状の加工結果物Ｐが切り抜き形成される。
【００４２】
以上説明した加工方法に基づいて、実際の加工を行う制御プログラムについて以下に説明する。ここでは図９に示すように、シート材Ｓから図においてハッチングを施した形状の加工結果物Ｐを切り抜く場合を説明するが、加工結果物Ｐは内部にくり抜き部Ｑを有しており、このくり抜き部Ｑのカッティング加工も行われる。なお、この制御プログラムでは、カッター刃４３の刃先点４３ａをカッティングラインの加工開始側端部に位置させて反対側端部に向けて加工を行うように設定され、これを各ラインに沿って順番に行うものであるため、上述した加工方法ＡおよびＤの方法と、加工方法Ｂ１およびＣの方法のいずれかがカッティングライン毎に選択されて用いられる。すなわち、加工方法Ｂ２のように、反対側の端部にカッター刃４３を移動させて元に戻る方向に加工する手法は用いない。
【００４３】
まず、加工結果物Ｐの外形形状のカッティング加工を説明する。このカッティング加工は、点Ｏ１を加工開始点として、各頂点Ｇ１〜Ｇ７を通って点Ｏ１に戻る反時計回りにカッティング加工が行われるように制御プログラムが構成される。まず、開始点Ｏ１から点Ｇ１に至るラインＬＧ１に沿ったカッティング加工が行われるのであるが、この加工方法の種別が次の加工ラインＬＧ２の折れ曲がり方向、すなわち加工ラインＬＧ２が右折れか左折れかということに基づいて決められる。具体的には、図１０に示すように、カッティングラインが外形線であり、反時計回り（左回り）にカッティング加工が行われる場合に、次のカッティングラインが現在のカッティングラインに対して右折れの場合には、加工方法Ｂ１もしくはＣが用いられ、左折れの場合には、加工方法ＡもしくはＤが用いられる。
【００４４】
ここで、開始点Ｏ１から点Ｇ１に至るラインＬＧ１に沿ったカッティング加工の場合には、次の加工ラインＬＧ２の折れ曲がり方向が左折れであるので、カッティングラインＬＧ１は加工方法Ａ（これは加工方法Ｄと同じである）に基づく加工が行われる。次に、カッティングラインＬＧ２の加工を行うときには、次のラインＬＧ３が右折れであるので、加工方法Ｂ１（これは加工方法Ｃと同じである）に基づく加工が行われる。同様にして、ラインＬＧ３については加工方法Ｃ（これは加工方法Ｂ１と同じ）、ラインＬＧ４については加工方法Ｄ（加工方法Ａと同じ）というように加工方法が設定され、以下同様にして、ラインＬＧ８までカッティング加工が完了した時点が外形形状のカッティング加工が完了する。なお、以上においては反時計回りにカッティング加工を行う場合を説明したが、これと逆に時計回りに加工を行う場合には、図１０に示すように、これとは逆の方法が設定される。
【００４５】
次に、加工結果物Ｐの内形形状Ｑのくり抜きのためのカッティング加工を説明する。このカッティング加工は、点Ｏ２を加工開始点として、各頂点Ｕ１〜Ｕ７を通って点Ｏ２に戻る反時計回りにカッティング加工が行われるように制御プログラムが構成される。まず、開始点Ｏ２から点Ｕ１に至るラインＬＵ１に沿ったカッティング加工が行われるのであるが、ここでも次の加工ラインＬＵ２の折れ曲がり方向、すなわち加工線ＬＧ２が右折れか左折れかということに基づいて、図１０に示すように決められる。なお、内径形状の加工の場合には、外形形状と逆の設定となり、反時計回り（左回り）にカッティング加工が行われる場合に、次のカッティングラインが現在のカッティングラインに対して右折れの場合には、加工方法ＡもしくはＤが用いられ、左折れの場合には、加工方法Ｂ１もしくはＣが用いられる。
【００４６】
このため、開始点Ｏ２から点Ｕ１に至る線ＬＵ１に沿ったカッティング加工の場合には、次の加工線ＬＵ２の折れ曲がり方向が左折れであるので、カッティングラインＬＵ１は加工方法Ｃ（これは加工方法Ｂ１と同じである）に基づく加工が行われる。次に、カッティングラインＬＵ２の加工を行うときには、次のラインＬＵ３が右折れであるので、加工方法Ｄ（これは加工方法Ａと同じである）に基づく加工が行われる。以下同様にして、ラインＬＵ８までカッティング加工が完了した時点が外形形状のカッティング加工が完了する。なお、以上においては反時計回りにカッティング加工を行う場合を説明したが、これと逆に時計回りに加工を行う場合には、図１０に示すように、これとは逆の方法が設定される。
【００４７】
なお、以上説明したカッティング加工を行う場合、時計回りの加工か反時計回りの加工かということは、作業時に作業者が入力して設定されるのであるが、これに応じて各加工線の折れ曲がり方向が右折れか左折れかは、カッティング加工して得られる加工対象物Ｐの形状データ（この形状データは外部入力される）に基づいて制御プログラム上で判断するようになっており、この制御プログラムについて以下に説明する。
【００４８】
例えば、図９にハッチングを施して示す形状の加工対象物Ｐを切り抜き加工するカッティング加工を行わせる場合、加工対象物ＰのＣＡＤデータをイメージデータに展開し、その上で線分とパスとを設定する。ここで「パス」は線分の集合体であり、無端状の閉じた線分の集合体を意味する。例えば、円は１本の線分で形成される一つの「パス」であり、正方形は４本の直角に曲がった等長線分で形成されるパスである。図９に示す形状の場合には、外形形状が線分ＬＧ１〜ＬＧ８で形成される一つのパス（以下、これをパス１と称する）からなり、内部のくり抜き部Ｑの形状が線分ＬＵ１〜ＬＵ８で形成される一つのパス（以下、これをパス２と称する）からなる。
【００４９】
次に、Ｘ軸（横軸）に平行な線分を作成する。Ｘ軸は任意に設定され、例えば、図９の横軸をＸ軸として設定するが、以下これを便宜上、「基準線分」と称する。このため、図９に示す加工対象物Ｐの場合には、線分ＬＧ７，ＬＵ７等が基準線分と平行である。そして、この基準線分を図９の下部から上方に移動させていき、このときにパス１、パス２を構成する各線分との交差点を抽出する。但し、線分ＬＧ７のように、基準線分と交差するのではなく重なる場合には、交差点は検出されないため、ここでの検出処理は行わずにそのまま通過させる。
【００５０】
例えば、図９の場合には、基準線分が線分ＬＧ７と重なるため、この位置での検出処理は行われず、基準線分がこれより上側に移動すると線分ＬＧ６およびＬＧ８と交差し、この交差箇所の座標をパス１における交差点として抽出する。パス１については基準線分と分ＬＧ２，ＬＧ４との交差点も抽出される。なお、各線分について、交差点の中で最もＸ座標が小さい点が選択される。さらに、パス２についても同様に交差点が抽出され、その内の最もＸ座標が小さい点が選択される。この結果、各線分毎の変数（交差点の座標、パス名）のデータ群が線分毎に取得される。
【００５１】
全領域について上記処理を実行した後、Ｘ座標値に着目し、これを小さい順に並べる。これにより、図９の場合には、線分ＬＧ６（パス１），線分ＬＵ６（パス２），線分ＬＧ４（パス１），線分ＬＵ４（パス２），線分ＬＵ２（パス２），線分ＬＧ２（パス１），線分ＬＵ８（パス２），線分ＬＧ８（パス１）と並ぶ。そして、このように並べた線分に対して、順に、「外側」、「内側」、「外側」、「内側」・・・と交互に属性を関連づけて付与する。この結果、図９の場合には、線分ＬＧ６（パス１）「外側」，線分ＬＵ６（パス２）「内側」，線分ＬＧ４（パス１）「外側」，線分ＬＵ４（パス２）「内側」，線分ＬＵ２（パス２）「外側」，線分ＬＧ２（パス１）「内側」，線分ＬＵ８（パス２）「外側」，線分ＬＧ８（パス１）「内側」という属性が付けられる。
【００５２】
但し、この場合、各線分については既にパス名も属性として付いており、２回目以降に現れる同一パス名については、「外側」，「内側」という属性付けを行わず、一回目に付けられた「外側」および「内側」のいずれかの属性と同一の属性が付けられる。この結果、最終的には、線分ＬＧ６（パス１）「外側」，線分ＬＵ６（パス２）「内側」，線分ＬＧ４（パス１）「外側」，線分ＬＵ４（パス２）「内側」，線分ＬＵ２（パス２）「内側」，線分ＬＧ２（パス１）「外側」，線分ＬＵ８（パス２）「内側」，線分ＬＧ８（パス１）「外側」という属性が付けられ、図９から分かるように正しい属性となる。
【００５３】
以上のようにしてＸ軸に平行な基準線分を用いて各線分の属性付けが完了すると、次にＹ軸（縦軸）に平行な線分を基準線分として作成し、この基準線分を図９の左側から右側に移動させて、上記と同様にして各線分の属性付けを行う。なお、以上においては線分は全て直線の場合を説明したが、円弧のような曲線を有する形状もあり、このような場合には、円弧を複数の直線線分により近似することにより同様な属性付けを行う。
【００５４】
以上の属性付けの結果、全ての線分について、線分の始点および終点位置座標、パス名および外側か内側かの属性が求められるので、これに基づいて、予め設定された時計回りの加工か反時計回りの加工か条件の下で、各加工線分の折れ曲がり方向が右折れか左折れかを制御プログラム上で判断する。この判断は、例えば、図１１に示す、始点ａから終点ｂに至る線分Ｌ１に対してこの終点に繋がって始点ｂから終点ｃに至る線分Ｌ２の折れ曲がり方向は、線分ａ−ｂのベクトルＡ（始点ａから終点ｂに向かうベクトル）と、線分ａ−ｃのベクトルＢ（始点ｂから終点ｃに向かうベクトル）とを用いて、下記式（１）によりｓｉｎθを演算することにより行われる。
【００５５】
（Ａｘ＊Ｂｙ−Ａｙ＊Ｂｘ）／｜Ａ｜｜Ｂ｜  ＝  ｓｉｎθ    ・・・（１）
但し、  Ａｘ，Ａｙ  ：  ベクトルＡのＸ軸およびＹ軸方向成分
Ｂｘ，Ｂｙ  ：  ベクトルＢのＸ軸およびＹ軸方向成分
｜Ａ｜      ：  ベクトルＡの大きさ
｜Ｂ｜      ：  ベクトルＢの大きさ
【００５６】
以上のようにして演算されたｓｉｎθの値が正の値であれば、θは０〜１８０度であり線分Ｌ１に対して線分Ｌ２は右折れであり、ｓｉｎθの値が負の値であれば、θは１８０〜３６０度であり線分Ｌ１に対して線分Ｌ２は左折れであると判断される。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、他の種々な変形例を含むことは無論である。例えば、被加工媒体駆動型のカッティングプロッタに本発明の方法を適用しても良い。なお、本発明に係る記憶媒体は、上述の制御プログラムを記憶した、各種記憶媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のカッティング方法が適用されるカッティングプロッタを示す斜視図である。
【図２】上記カッティングプロッタによるカッティング加工制御構成を示すブロック図である。
【図３】上記カッティングプロッタのカッティングヘッド部分を取り出して示す正面図である。
【図４】シート材Ｓから「凹」という形状の部材を切り抜くカッティング加工を行う場合の例を示す模式図である。
【図５】シート材Ｓから「凹」という形状の部材を切り抜くカッティング加工を行う場合のカッティングラインＡに沿ったカッティング加工を示す説明図である。
【図６】シート材Ｓから「凹」という形状の部材を切り抜くカッティング加工を行う場合のカッティングラインＢに沿ったカッティング加工を示す説明図である。
【図７】シート材Ｓから「凹」という形状の部材を切り抜くカッティング加工を行う場合のカッティングラインＢに沿った上記とは異なるカッティング加工を示す説明図である。
【図８】シート材Ｓから「凹」という形状の部材を切り抜くカッティング加工を行う場合のカッティングラインＣに沿ったカッティング加工を示す説明図である。
【図９】本発明に係る制御プログラムに基づいてシート材からカッティング加工を行う具体的な加工結果物の例を示す模式図である。
【図１０】上記制御プログラムにおける加工方法の設定内容を示す表図である。
【図１１】線分Ｌ１に対する線分Ｌ２の折れ曲がり方向を演算するモデルを示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  カッティングプロッタ                ２  被加工媒体
１０  本体フレーム                      ２０  加工テーブル
２１  支持盤                            ２３  真空ブロア
３０  Ｘ軸キャリッジ                    ３２  ガイドバー
３５  Ｘ軸駆動機構                      ４０  カッティングヘッド
４１  スライダ                          ４２  カッタホルダ
４３  カッター刃                        ４３ａ  刃先点
４３ｂ  刃先線                          ５０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005149073.tif 000009
【図９】
0005149073.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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